Автоматизация технических систем

Beschreibung: Рассматриваются современные системы управления техническими объектами. Изучаются принципы построения систем автоматизации, методы получения математических моделей, расчета промышленных регуляторов, а также управление объектами со значительным уровнем возмущений. Представлены сведения об особенностях цифрового управления техническими объектами.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Локальные системы автоматизации и управления

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Вузовский компонент

Zyklus: Профилирующие дисциплины

Цель

• Теоретическое и практическое освоение методов и средств построения систем управления техническими объектами

Задача

• Приобретение знаний и навыков построения, математического описания , основных идей, методов расчета и применения систем управления техническими объектами

Результат обучения: знание и понимание

• знать и понимать основные принципы и методы автоматизации производственных и технических систем. Это включает в себя понимание принципов построения автоматизированных систем, использование датчиков и исполнительных механизмов, а также применение программного обеспечения для управления и контроля технических процессов.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• применять полученные знания и понимание для проектирования, разработки и внедрения автоматизированных систем управления в различных областях промышленности и техники, анализировать технические процессы, выбирать подходящие технологии автоматизации

Результат обучения: формирование суждений

• формировать суждения о применимости и эффективности методов автоматизации в различных технических системах, оценивать преимущества и недостатки различных подходов к автоматизации, а также принимать обоснованные решения при выборе технологий и методов автоматизации для конкретных задач и условий.

Результат обучения: коммуникативные способности

• объяснять сложные технические концепции, представлять результаты своей работы и обсуждать проблемы автоматизации с другими участниками проекта или команды.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• систематизировать информацию, анализировать технические концепции и методы автоматизации, а также искать и использовать актуальные источники информации для решения задач в этой области.

Lehrmethoden

При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения); - решение учебных задач.

Bewertung des Wissens der Studierenden

Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp

Bewertungsbogen

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Основные идеи и принципы построения систем автоматизации в технике. Понятие АСУТП, виды объектов управления (ОУ), функции системы автоматизации. Распределенная система управления (РСУ). Общие понятия. Структура технических средств РСУ
• Проблема управления, принятые термины и принципы управления.
• Датчики технологических переменных в системах автоматизации. Исполнительные устройства в системах автоматизации
• Промышленные сети и интерфейсы. Управляющие контроллеры и модули сбора данных
• Типовые системы автоматического регулирования
• Обработка сигналов в АСУТП.
• Виды математических моделей. Выдвижение гипотез (допущений) при построении математической модели и общая структура модели.
• Составление структуры связей между переменными математической модели. Аналитические методы построения математических моделей
• Экспериментально-статистические методы получения математических моделей. Параметрическая идентификация математических моделей. Применение метода наименьших квадратов при получении математических моделей.
• Применение теории вероятностей при получении математических моделей. Параметрическая идентификация математических моделей.Определение настроечных параметров типовых регуляторов. Управление зашумленными объектами со значительными инерционностью и запаздыванием.
• Управление многоканальными объектами
• Требования к критериям оптимальности.
• Некоторые методы, применяемые при динамической оптимизации. Вариационные методы. Уравнение Эйлера и Эйлера – Лагранжа.
• Принцип максимума Л.С.Понтрягина. Динамическое программирование
• Нелинейное программирование

Основная литература

• Методы классической и современной теории автоматического управления: Учебник в 5-и томах / Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. – М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2004. – 656 с.
• Справочник по теории автоматического управления /Под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука, 1987. – 712 с.
• Автоматическое управление в химической промышленности: Учебник для вузов. Под ред. Е.Г. Дудникова. – М.: Химия, 1987. 368 с.
• Пьявченко Т.А., Финаев В.И. Автоматизированные информационно-управляюшие системы. – Таганрог: ТРТУ, 2007. – 270 с.
• Глинков Г.М., Маковский В.А. АСУ ТП в черной металлургии. – М.: Металлургия, 1999. – 310 с.

Дополнительная литература

• Воронов А.А. Основы теории автоматического регулирования и управления. Учебное пособие для вузов. М. : Высшая школа, 1977, 519 с.
• Мирошник Б.Р. Теория автоматического управления. Линейные системы. – СПб.: Питер, 2005. – 336 с.